波峰焊机械结构培训讲义

2. 预热系统
•3）常用预热结构之射灯预热
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•框架 •高温玻璃 •射灯
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主要模块工作原理分析
2. 预热系统
•4）常用预热结构之加热管预热
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•框架
•加热管
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主要模块工作原理分析
2. 预热系统
•5）常用预热结构之纯热风预热
•整流板 •马达
•软钎焊：它是利用熔点低于315℃ 的填充金属
•
对基体金属的润湿作用，而达到连接
•
目的的一种方法。
•冶金连接
•硬钎焊：利用熔点高于427℃ 的填充金属，靠
•
润湿和扩散作用而获得连接强度的连
•
接方法。
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•焊接： 靠基体金属扩散作用，采用或不采用
•
填充金属而形成接头的连接方法。
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•钢丝刀:降低PCB在焊接中的变形 •其它 •自动加锡:及时补加因焊接损失的焊料
•风刀:冷风到形成风帘效果，热风刀消除连焊
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主要模块工作原理分析
1. 助焊剂涂覆系统
•1）助焊剂的功能及成份 •功能:化学净化和防止基体金属表面重新氧化
•活性剂:化学净化和防止基体金属表面重新氧化
•成份 •稀释剂:化学净化和防止基体金属表面重新氧化
波峰焊机械结构培训讲 义
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2020/11/24
波峰焊机械结构培训讲义
主要内容
波峰焊接接点理论知识 波峰焊接工艺简介 波峰焊接设备系统概论 各模块在焊接中的功能 主要模块工作原理分析 设备主要技术参数 安装与调试 其它
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波峰焊接接点理论知识
1.冶金连接形式
•2）局部污染：金属氧化物、硫化物、非金属杂质、气体等
•3）焊接时间：合理加长焊接时间可以提高润湿效果
•4）助焊剂：主要体现在清洗污染表面及表面自由能量
•5）材料:焊料的不同直接决定润湿的程度
•6）表面粗糙度：粗糙表面的沟纹形成毛细管作用
•7）焊接温度：润湿速度随温度的升高而增加
•8）其它：熔融焊料的静压、焊料的内聚力等
1. 助焊剂涂覆系统
•4）发泡式涂覆方法分析
•结构简单 •价格低廉 •维修方便
•溶剂挥发快 •容易氧化 •预热时间长 •涂覆量偏多
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主要模块工作原理分析
1. 助焊剂涂覆系统
•5）喷雾式涂覆方法分析
•涂覆均匀 •涂覆量可控制 •不易挥发 •杂质不易混入
•结构复杂 •易污染设备 •噪音大 •故障率高
主Leabharlann Baidu模块工作原理分析
2. 预热系统
•2）预热方式的分类
•发热管加热
•辐射式(辐射)---------- •平板加热
•红外灯管加热
•预热方式 •容积式(传导、对流)-- •热风加热
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•组合式(容积、辐射)--
•热风、平板加热 •热风、发热管加热
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主要模块工作原理分析
主要模块工作原理分析
3. 焊料波峰发生器
•3）离心泵式钎料波峰发生器结构原理
•马达
•泵叶 •锡槽
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•喷口 •流道
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主要模块工作原理分析
3. 焊料波峰发生器
•4）离心泵泵叶结构
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•渐开线式
•直线式
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主要模块工作原理分析
3. 焊料波峰发生器
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主要模块工作原理分析
3. 焊料波峰发生器
•8）感应式电磁泵钎料波峰发生器结构原理
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主要模块工作原理分析
3. 焊料波峰发生器
•9）钎料波峰整平技术
•板式结构
•阻尼型---------------- •筛孔板式
•板筛复合式 •导流片式
•整流结构 •分流型---------------- •方格栅式
•d.环保性好
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主要模块工作原理分析
1. 助焊剂涂覆系统
•3）助焊剂涂覆方式的分类
•刷涂涂覆法
•助焊剂涂覆方式
•浸涂涂覆法
•喷流涂覆法 •直接喷雾涂覆法
•泡沫涂覆法
•喷雾涂覆法 •旋筛喷雾涂覆法
•超声喷雾涂覆法
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主要模块工作原理分析
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主要模块工作原理分析
1. 助焊剂涂覆系统
•9）超声波喷雾结构分析
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主要模块工作原理分析
1. 助焊剂涂覆系统
•10）喷雾涂覆方式特性比较
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主要模块工作原理分析
2. 预热系统
•1）预热系统的作用及技术要求
波峰焊接接点理论知识
2.润湿作用及润湿角
• 波峰焊接焊点形成的基本过程取决于焊料和基体金属 •结合面间的润湿作用，也正是基体金属被熔融焊料的物 •理润湿过程形成了结合界面。
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波峰焊接接点理论知识
3. 润湿角与润湿程度间的关系
•1）θ = 180º ，完全不润湿。
2. 预热系统
•8）常见预热结构组合方式
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主要模块工作原理分析
2. 预热系统
•9）预热特性图之热风预热
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•发热板+微热风
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主要模块工作原理分析
2. 预热系统
•10）预热特性图之混合预热
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•射灯+发热板+微热风
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•传送平稳、无抖动和振动现象，噪音小 •能在某一给定的速度范围内连续可调 •夹送角度可以在4º ~7º 之间调整 •有良好的化学稳定性，不溶蚀、不粘锡等
•要求
•装卸方便，维修容易 •结构紧凑，对其它结构无干涉 •有良好的的物理性能，不易变形等 •夹送宽度可以随PCB不同而调节
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•发泡剂:化学净化和防止基体金属表面重新氧化
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主要模块工作原理分析
1. 助焊剂涂覆系统
•2）涂覆系统的作用及技术要求 •作用:将助焊剂自动而高效地涂覆到PCB的被焊面上
•a.涂覆层应均匀一致，对被焊接表面覆盖性好
•要求
•b.涂覆的厚度适宜，无多余的助焊剂流淌 •c.涂覆效率高，在保证焊接要求的前提下助焊剂消耗量最少
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主要模块工作原理分析
1. 助焊剂涂覆系统
•6）喷雾式涂覆控制原理图
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主要模块工作原理分析
1. 助焊剂涂覆系统
•7）步进马达喷雾结构分析
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主要模块工作原理分析
1. 助焊剂涂覆系统
•8）无杆气缸喷雾结构分析
•导流、格栅复合式
•迷宫型整流结构
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主要模块工作原理分析
3. 焊料波峰发生器
•10）钎料波形调控技术
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•过板示意图
•结构示意图
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主要模块工作原理分析
4. 传送系统
•1）传送系统的作用及要求 •作用：•使PCB能以某一角度和速度经过波峰，获得良好的焊接
•4）波峰的峰值温度与预热温度之差小于150℃ • (T3-T1<150℃)。
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波峰焊接设备系统概论
1. 波峰焊接设备基本组成示意图（一次焊接）
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波峰焊接设备系统概论
1. 波峰焊接设备基本组成示意图（二次焊接）
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1. 基本构成部件的功能简介
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•机架:设备各零部件的承载框架 •运输:夹持PCB以一定的速度和倾角经过波峰焊接的各工艺区的PCB载体 •锡炉:产生波峰焊接工艺所要求的特定的液态焊料波峰 •喷雾:往PCB上均匀的涂覆助焊剂 •预热:避免焊接时PCB急剧受热、助焊剂中溶剂挥发及激活助焊剂中的活性物质 •洗爪:清洗链爪上的杂物 •接驳:保证PCB从插件线体顺利的进入波峰焊接传送系统 •冷却:降低热能对元器件的损害，提高PCB基板铜箔的粘接强度等 •氮气:降低焊料氧化、提高焊接强度等 •控制:对系统各部件的工作进行协调和管理
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波峰焊接设备系统概论
1. 波峰焊接设备基本组成示意图（环行焊接）
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波峰焊接设备系统概论
2.
•控制
波峰焊接设备•排结风 构图•机架
•氮气
•排风
•排风
•接驳 •输送
•喷雾
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•预热
•锡炉
•冷却 •洗爪
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各模块在焊接中的功能
主要模块工作原理分析
2. 预热系统
•11）预热特性图对比分析
• 结论:从两种预热方式的曲线可以看出：
•1.发热板+微热风(1,2,3温区)从30~60秒时间段 升温到70度，120秒时最高升温到117.9度.几个 测温点的同步性即均匀性很好,小于5度. •2.射灯(1温区)+发热板+微热风(2,3温区)从 30~60秒时间段升温到100度，比标准预热方式 提高30度, 120秒时最高升温到133.8度,也提高了 15.9度,几个测温点的均匀性也小于5度. •3.混合预热方式不仅热效率高,还能消除各种缺 陷, 满足各种助焊剂的要求.
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主要模块工作原理分析
3. 焊料波峰发生器
•1）钎料波峰发生器的作用及要求 •作用：•减小波峰焊接时的热冲击
•有优良的波峰动力学特性 •波峰平稳，高度可调 •具备一定的抑制高温焊料氧化的能力 •在保证热容量的情况下，力求容量最小
•要求
•热工特性好，节能省电，完善的温度自动控制措施 •尽可能的使焊料槽内的焊料在工作中加入循环过程 •温度均匀，不可有过热点 •杂质金属对焊料槽的污染要小
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•框架 •发热丝
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主要模块工作原理分析
2. 预热系统
•6）常用预热结构之微热风预热
•发热板、整流板
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•框架 •热风马达
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主要模块工作原理分析
2. 预热系统
•7）各预热方式特性比较
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主要模块工作原理分析
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主要模块工作原理分析
3. 焊料波峰发生器
•2）钎料波峰发生器的分类
•离心泵式
•金属泵式------------ •螺旋泵(轴流泵)式
•齿轮泵式
•波峰发生器
•电磁泵式--
•传导式 •感应式
•直流式 •单相交流式 •单相交流式 •三相交流式
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•焊料
•合金层
•基体金属
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波峰焊接工艺简介
1. 波峰焊接工艺流程图
•涂覆助焊剂 → 预加热 → 浸波峰焊锡 → 冷却
•Applying flux.
pre-heater
soldering
cooling
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波峰焊接工艺简介
2. 波峰焊接温度曲线
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波峰焊接接点理论知识
5. 钎接接头形成的物理过程
• 原子扩散及表面存在的未饱和键是产生表面能的主要因 •素，它决定了影响系统润湿或者不润湿的力的平衡起着重 •要的作用；一旦焊料润湿了表面，则表面键相互饱和，而 •且原子级的表面能使连接界面具有很高的强度和可靠性。
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波峰焊接工艺简介
3. 波峰焊接温度曲线主要温度点
•1）从预热段到焊接前的温度跌落（下降）最大小于5℃ • （ dtl<5℃ ）。
•2）两波峰焊接之间的温度跌落最大小于50℃ • （dtl<50℃，高可靠产品dt2＜30℃）。
•3）两波峰焊接时间之和一般为4秒，不得小于3秒 • （t2+t3＞3-5秒）。
•5）轴流泵式钎料波峰发生器结构原理
•马达
•泵叶 •锡槽
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•喷口 •流道
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主要模块工作原理分析
3. 焊料波峰发生器
•6）轴流泵泵叶结构
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主要模块工作原理分析
3. 焊料波峰发生器
•7）齿轮泵式钎料波峰发生器结构原理
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•2） 180º > θ ≥ 90º ，缺乏润湿亲合力。
•3） 90º > θ > Mº ，临界润湿状态，通常取M≤ 75º。
•4） θ < Mº ，良好润湿状态。
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•5） θ = 0 ，完全润湿。
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波峰焊接接点理论知识
4. 影响润湿效果的因素
•1）表面均匀性：焊盘的形状、元件脚形状等
•作用
•促使助焊剂活性的充分发挥 •除去助焊剂中过多的挥发物质 •减小波峰焊接时的热冲击 •减小元器件的热劣化 •提高生产效率
•要求
•温度调节范围宽，室温~ 250℃范围内可调 •应有一定的预热长度 •不应有可见的明火 •对助焊剂系统影响要小 •耐冲击、振动、可靠性高、维修方便
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